WO2020183703A1 - サージング抑制装置、排気タービン式の過給機およびサージング抑制方法 - Google Patents

サージング抑制装置、排気タービン式の過給機およびサージング抑制方法 Download PDF

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WO2020183703A1
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surging
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pressure gas
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藤田　豊
信仁 岡
誠 尾▲崎▼
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三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a surging suppression device for suppressing surging in an exhaust turbine type turbocharger, an exhaust turbine type supercharger provided with the surging suppression device, and a surging suppression method using the surging suppression device.
  • Engines used in automobiles may be equipped with an exhaust turbine type turbocharger in order to improve the output of the engine.
  • the exhaust turbine type turbocharger rotates the turbine with the exhaust gas from the engine to rotate the compressor (centrifugal compressor) connected to the turbine via the rotating shaft, and the compressor that drives the rotation produces combustion gas. It is compressed and supplied to the engine.
  • Patent Document 1 describes a pressure tank having an intake port connected to an inlet pipe connecting the compressor and an intake throttle valve and communicating with the inlet pipe, and an injection port for injecting accumulated boost pressure into the compressor.
  • an auxiliary boost pressure supply device including a control valve provided at each of the injection ports and a control device for controlling the opening and closing of the control valve are disclosed.
  • the auxiliary boost pressure supply device injects the accumulated boost pressure accumulated in the pressure tank into the compressor in order to prevent a delay in the start-up of the compressor during sudden acceleration.
  • Patent Document 1 does not disclose any findings for suppressing surging at low flow rates.
  • the combustion gas extracted from the downstream side of the compressor is immediately sent to the upstream side of the compressor via the recirculation flow path connecting the downstream side and the upstream side of the compressor.
  • the amount of combustion gas sent to the upstream side of the compressor is affected by the operating state of the compressor, surging at a low flow rate may not be suppressed depending on the operating state of the compressor.
  • an object of at least one embodiment of the present invention is to provide a surging suppression device capable of stably suppressing the occurrence of surging and expanding the operating range of the compressor in a low flow rate range.
  • the surging suppression device is It is a surging suppression device for suppressing surging in an exhaust turbine type turbocharger.
  • a high-pressure tank configured to store high-pressure gas that is higher than atmospheric pressure
  • a high-pressure gas introduction line connecting the upstream intake passage on the upstream side of the compressor of the turbocharger and the high-pressure tank
  • An on-off valve configured to open and close the high-pressure gas introduction line
  • a control device configured to control the on-off valve based on the relationship between the pressure ratio of the supercharger in the compressor and the intake flow rate is provided.
  • the control device is configured to control the on-off valve based on the relationship between the pressure ratio and the intake flow rate in the compressor of the supercharger.
  • the on-off valve can be instructed to open.
  • the open / close valve that opens and closes the high-pressure gas introduction line is opened, the high-pressure gas accumulated in the high-pressure tank has a higher pressure than the combustion gas flowing through the upstream intake passage, so the high-pressure gas accumulated in the high-pressure tank is a high-pressure gas. It passes through the introduction line and flows into the upstream intake passage.
  • the flow when the flow rate is low, the flow separates from the shroud portion and a negative pressure region is formed in the vicinity of the shroud portion (the portion of the casing facing the tip of the impeller blade) of the casing of the turbocharger.
  • the high-pressure gas that has flowed into the upstream intake passage is induced to flow in the negative pressure region and flows to the downstream side in the axial direction toward the negative pressure region, so that the flow axis on the downstream side of the introduction port in the upstream intake passage
  • the flow velocity component toward the downstream side in the direction can be increased.
  • the surging suppression device suppresses the occurrence of surging because it is possible to prevent the flow from separating from the impeller blades and shroud portion by increasing the flow velocity component toward the downstream side of the flow in the axial direction near the inlet of the compressor. be able to. Therefore, the surging suppression device can widen the operating range of the compressor in the low flow rate range.
  • the surging suppression device can store the high-pressure gas in the high-pressure tank, the high-pressure gas is supplied at the intended timing regardless of the operating state of the engine or the supercharger. It can flow to the upstream intake passage. Further, in the surging suppression device, the control device controls the opening and closing of the on-off valve, so that a required amount of high-pressure gas can flow to the upstream intake passage. Therefore, according to the above configuration, the surging suppression device can stably suppress the occurrence of surging as compared with the case where the high pressure tank is not provided, and the opening / closing control of the opening / closing valve by the control device is complicated. Can be prevented.
  • the surging suppression device connects an upstream exhaust passage on the upstream side of the turbocharger turbine and a downstream exhaust passage on the downstream side of the turbine.
  • an exhaust gas intake line connecting the downstream detour passage on the downstream side of the wastegate valve provided in the detour passage and the high pressure tank is further provided.
  • the surging suppression device can take in exhaust gas from the downstream detour passage to the high-pressure tank via the exhaust gas intake line. Therefore, the surging suppression device can effectively utilize the exhaust gas that should be discharged to the outside, and can recover the energy from the exhaust gas.
  • the exhaust gas flowing through the detour passage connecting the upstream side exhaust passage and the downstream side exhaust passage is higher in pressure than the exhaust gas flowing through the downstream side exhaust passage via the turbine because the energy is not recovered by the turbine. .. Therefore, the surging suppression device can effectively increase the flow velocity component toward the downstream side in the axial direction of the flow near the inlet of the compressor by introducing the exhaust gas flowing through the detour passage into the upstream intake passage.
  • the surging suppression device is an EGR that connects the downstream exhaust passage on the downstream side of the turbine of the turbocharger and the upstream intake passage.
  • An EGR gas intake line connecting the gas passage and the high-pressure tank is further provided.
  • the surging suppression device can take in EGR gas from the EGR gas passage into the high pressure tank via the EGR gas uptake line. Therefore, the EGR gas can be effectively used.
  • the surging suppression device configured to send blow-by gas discharged from the engine to the high-pressure tank. It also has a built-in line.
  • the surging suppression device can take in the blow-by gas discharged from the engine into the high-pressure tank via the blow-by gas intake line. Therefore, the surging suppression device can effectively utilize the blow-by gas that should be discharged to the outside, and can recover energy from the blow-by gas.
  • the surging suppression device is used to take combustion gas that connects the downstream intake passage on the downstream side of the compressor and the high-pressure tank. Further equipped with a built-in line.
  • the surging suppression device can take in the combustion gas compressed by the compressor from the downstream intake passage into the high-pressure tank.
  • the compressed combustion gas can be effectively utilized by sending the compressed combustion gas to a high-pressure tank.
  • the surging suppression device according to any one of (1) to (5) further includes an electric compressor configured to pump the high pressure gas into the high pressure tank.
  • high-pressure gas can be pumped to a high-pressure tank by an electric compressor.
  • the high-pressure gas can be more reliably accumulated in the high-pressure tank, the occurrence of surging can be suppressed more stably.
  • the surging suppression device according to any one of (1) to (6) above, wherein the high-pressure gas introduction line includes the high-pressure gas flowing through the high-pressure gas introduction line. At the confluence of the combustion gas flowing through the upstream intake passage, the high pressure gas is introduced into the upstream intake passage so as to have a component toward the downstream side in the axial direction of the compressor. Includes at least one inlet.
  • the high-pressure gas flows in the direction having the component toward the downstream side in the axial direction of the compressor at the confluence with the combustion gas flowing through the upstream intake passage, and thus flows on the upstream side. It is possible to effectively increase the flow velocity component toward the downstream side in the axial direction of the flow on the downstream side of the introduction port in the intake passage. Therefore, according to the above configuration, by effectively increasing the flow velocity component toward the downstream side of the flow in the axial direction near the inlet of the compressor, it is possible to more reliably prevent the flow from peeling from the impeller blades and the shroud portion. It is possible to suppress the occurrence of surging more stably.
  • the surging suppression device according to any one of (1) to (7) above, wherein the high-pressure gas introduction line includes the high-pressure gas flowing through the high-pressure gas introduction line. At the confluence of the combustion gas flowing through the upstream intake passage, the high pressure gas is introduced into the upstream intake passage so as to have a component toward the downstream side in the rotation direction of the compressor. Includes at least one inlet.
  • the high-pressure gas swirls and flows in the direction having the component toward the downstream side in the rotation direction of the compressor at the confluence with the combustion gas flowing through the upstream intake passage.
  • the flow velocity component (swivel component) toward the downstream side in the rotation direction of the compressor can be effectively increased in the flow on the downstream side from the introduction port in the upstream side intake passage. Therefore, according to the above configuration, by effectively increasing the swirling component in the flow near the inlet of the compressor, it is possible to more reliably prevent the flow from peeling from the impeller blades and the shroud portion, and surging occurs. Can be suppressed more stably.
  • the turbine-type turbocharger according to at least one embodiment of the present invention includes the surging suppression device according to any one of (1) to (8) above.
  • the surging suppression method is It is a surging suppression method using a surging suppression device that suppresses surging in an exhaust turbine type turbocharger.
  • the surging suppression device is A high-pressure tank configured to store high-pressure gas that is higher than atmospheric pressure, A high-pressure gas introduction line connecting the upstream intake passage on the upstream side of the compressor and the high-pressure tank, It is equipped with an on-off valve configured to open and close the high-pressure gas introduction line.
  • the above surging suppression method is The step of accumulating the high-pressure gas in the high-pressure tank and A step of controlling the on-off valve based on the relationship between the pressure ratio of the supercharger in the compressor and the intake flow rate is provided.
  • the surging suppression method includes a step of controlling the on-off valve based on the relationship between the pressure ratio and the intake flow rate in the compressor, so that surging in the above relationship may occur.
  • the on-off valve can be instructed to open.
  • the open / close valve that opens and closes the high-pressure gas introduction line is opened, the high-pressure gas accumulated in the high-pressure tank flows into the upstream intake passage, and the flow is induced in the negative pressure region formed near the shroud, and the flow is induced in the negative pressure region. Since the gas flows to the downstream side in the axial direction, the flow velocity component toward the downstream side in the axial direction of the flow downstream from the introduction port in the upstream intake passage can be increased.
  • the surging suppression method can widen the operating range of the compressor in the low flow rate range.
  • the surging suppression method includes a step of accumulating high-pressure gas in the high-pressure tank, so that the high-pressure gas is not affected by the operating state of the engine or the supercharger and is at the intended timing. Can flow into the upstream intake passage. Further, by controlling the opening and closing of the on-off valve, a required amount of high-pressure gas can flow to the upstream intake passage. Therefore, according to the above method, the occurrence of surging can be stably suppressed as compared with the case where the high pressure tank is not provided.
  • a surging suppression device capable of stably suppressing the occurrence of surging and expanding the operating range of the compressor in a low flow rate range.
  • expressions such as “same”, “equal”, and “homogeneous” that indicate that things are in the same state not only represent exactly the same state, but also have tolerances or differences to the extent that the same function can be obtained. It shall also represent the state of existence.
  • an expression representing a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape not only represents a shape such as a quadrangular shape or a cylindrical shape in a geometrically strict sense, but also an uneven portion or chamfering within a range in which the same effect can be obtained.
  • the shape including the part and the like shall also be represented.
  • the expression “comprising”, “including”, or “having” one component is not an exclusive expression excluding the existence of another component.
  • the same reference numerals may be given to the same configurations, and the description thereof may be omitted.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a configuration of an exhaust turbine type turbocharger according to an embodiment.
  • the surging suppression device 4 according to some embodiments is a device for suppressing the occurrence of surging in the exhaust turbine type supercharger 1, and is mounted on the supercharger 1. ..
  • the supercharger 1 includes a supercharger main body 3 (turbocharger), the surging suppression device 4, an intake passage 12 through which combustion gas supplied to the engine 11 flows, and an engine 11.
  • An exhaust passage 13 through which the exhaust gas discharged from the vehicle flows is provided.
  • the combustion gas include fresh air, EGR gas, and a mixture thereof.
  • the supercharger main body 3 includes a compressor 31 provided in the intake passage 12, a turbine 32 provided in the exhaust passage 13, and a rotating shaft 33 that mechanically connects the compressor 31 and the turbine 32.
  • a casing 34 configured to house the compressor 31, the turbine 32 and the rotary shaft 33.
  • the compressor 31 and the turbine 32 are configured to be integrally rotatable via a rotating shaft 33.
  • the turbine 32 is rotationally driven by the exhaust gas discharged from the engine 11, and the compressor 31 which is rotationally driven coaxially in conjunction with the turbine 32 compresses the combustion gas flowing through the intake passage 12. It is configured in.
  • the upstream side of the intake passage 12 from the compressor 31 is the upstream intake passage 12A
  • the downstream side of the compressor 31 is the downstream intake passage 12B.
  • the downstream intake passage 12B connects the downstream side of the compressor 31 and the upstream side of the engine 11.
  • the upstream side of the exhaust passage 13 from the turbine 32 is the upstream exhaust passage 13A
  • the downstream side from the turbine 32 is the downstream exhaust passage 13B.
  • the upstream exhaust passage 13A connects the downstream side of the engine 11 and the upstream side of the turbine 32.
  • the supercharger 1 is provided with an air cleaner 14 for removing dust and dirt from the combustion gas in the upstream intake passage 12A.
  • the downstream intake passage 12B is provided with an air cooler 15 for cooling the combustion gas compressed by the compressor 31 and raised in temperature.
  • the supercharger 1 is configured to send the exhaust gas discharged from the engine 11 from the upstream side to the downstream side of the turbine 32 without passing through the turbine 32, as shown in FIG.
  • the detour passage 16 is provided, and the wastegate valve 17 provided in the detour passage 16 is provided.
  • the downstream side of the detour passage 16 from the wastegate valve 17 is the downstream detour passage 16A.
  • the detour passage 16 is connected to a branch portion 131 provided in the upstream exhaust passage 13A and a confluence 132 provided in the downstream exhaust passage 13B, as shown in FIG.
  • the wastegate valve 17 is configured to be able to open and close the detour passage 16.
  • the surging suppression device 4 connects a high-pressure tank 5 configured to accumulate a high-pressure gas having a pressure higher than that at atmospheric pressure, an upstream intake passage 12A, and a high-pressure tank 5.
  • the introduction line 6, the introduction side opening / closing valve 7 configured to open / close the high-pressure gas introduction line 6, and the control device 10 configured to control the opening / closing of the introduction side opening / closing valve 7 are provided.
  • the introduction-side opening / closing valve 7 is electrically connected to the control device 10, has a motor and an actuator (not shown) that operate in response to a signal sent from the control device 10, and opens / closes in response to an instruction from the control device 10. It is configured to be possible.
  • the introduction-side on-off valve 7 may be an on-off valve or an opening-opening adjusting valve whose opening degree can be adjusted.
  • the introduction side opening / closing valve 7 is an opening degree adjusting valve, and is configured to be changeable to an opening degree according to an instruction opening degree instructed by the control device 10.
  • the introduction-side opening / closing valve 7 has an opening degree corresponding to the indicated opening degree indicated by the control device 10, so that the high-pressure gas flowing downstream of the introduction-side opening / closing valve 7 of the high-pressure gas introduction line 6 The flow rate can be adjusted.
  • the high pressure tank 5 is configured to be located outside the turbocharger main body 3 and the engine 11.
  • the high-pressure gas introduction line 6 has a confluence 121 provided in the casing 34 on the downstream side of the air cleaner 14 of the upstream intake passage 12A and a high-pressure tank. It is connected to 5.
  • the merging portion 121 may be provided on the upstream side of the casing 34 of the upstream intake passage 12A.
  • FIG. 2 is a diagram showing a compressor map according to an embodiment.
  • the horizontal axis is the intake flow rate W of the compressor 31, and the vertical axis is the pressure ratio PF of the compressor 31 (pressure ratio of the outlet pressure PO to the inlet pressure PI).
  • the compressor map M is prepared in advance by a steady test. The operating area and efficiency of the supercharger main body 3 can be determined from the position of the operating point R1 of the compressor 31 on the compressor map M.
  • FIG. 2 shows the design surge line L1 of the turbocharger main body 3 and the design engine operation line L2.
  • the surge line L1 and the engine operating line L2 do not take into consideration the surging suppression device 4 described above.
  • the surge line L1 is defined as a surge operation area RS (left side in the figure) and a normal operation area RN (right side in the figure).
  • the surge operation region RS is a region where surging is likely to occur
  • the normal operation region RN is a region in which the turbocharger main body 3 normally operates.
  • the engine operating line L2 is set to have a low flow rate side margin LM with the surge line L1.
  • the low flow rate operation region LF which is an operation region where surging is likely to occur, is set in advance.
  • the low flow rate operating region LF is a region including the surge line L1.
  • the low flow rate operation region LF is a region including both a portion adjacent to the surge line L1 of the surge operation region RS and a portion adjacent to the surge line L1 of the normal operation region RN. is there.
  • the low flow rate operating region LF includes either a portion adjacent to the surge line L1 in the surge operating region RS or a portion adjacent to the surge line L1 in the normal operating region RN. It may be an area.
  • FIG. 3 is a block diagram of the control device according to the embodiment.
  • the turbocharger 1 further comprises an operating point acquisition device 18 configured to acquire information about the operating point R1 of the compressor 31, as shown in FIG.
  • the control device 10 is electrically connected to the operating point acquisition device 18, and is configured such that information regarding the operating point R1 of the compressor 31 is sent from the operating point acquisition device 18.
  • the control device 10 includes an operation point acquisition unit 101 configured to acquire the operation point R1 from the information regarding the operation point R1 of the compressor 31.
  • the operating point acquisition device 18 is provided in the inlet pressure sensor 18A provided in the upstream intake passage 12A and capable of detecting the inlet pressure PI of the compressor 31 and in the downstream intake passage 12B. It includes an outlet pressure sensor 18B capable of detecting the outlet pressure PO of the compressor 31 and a flow sensor 18C provided in the upstream intake passage 12A and capable of detecting the intake flow rate W introduced into the compressor 31.
  • the operating point acquisition unit 101 calculates the pressure ratio PF from the inlet pressure PI detected by the inlet pressure sensor 18A and the outlet pressure PO detected by the outlet pressure sensor 18B, and the calculated pressure ratio PF and the flow rate sensor 18C.
  • the operating point R1 is acquired from the intake air flow rate W detected by. If the control device 10 can acquire the operating point R1 of the compressor 31, a sensor different from the above-mentioned sensors may be used.
  • the control device 10 is configured to control the opening and closing of the introduction side opening / closing valve 7 based on the relationship between the pressure ratio in the compressor 31 and the intake flow rate.
  • the control device 10 is configured as a microcomputer including a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), a read-only memory (ROM), an I / O interface, and the like.
  • the control device 10 comprises an electronic control unit (ECU device) for controlling the engine 11.
  • the control device 10 is configured to determine whether or not the operation point acquisition unit 101 described above and the operation point R1 are located within the low flow rate operation region LF described above. It includes an opening / closing instruction unit 103 configured to instruct an opening / closing operation to the introduction side opening / closing valve 7, and a storage unit 104 in which the above-mentioned compressor map M is stored.
  • the control map M2 having the operation point R1 as an input value and the opening degree of the introduction side opening / closing valve 7 as an output value is stored in advance in the storage unit 104.
  • the determination unit 102 determines whether or not the operation point R1 acquired by the operation point acquisition unit 101 is located within the low flow rate operation region LF of the compressor map M. The determination unit 102 determines whether or not the operation point R1 is located within the low flow rate operation region LF in the compressor map M by comparing the operation point R1 with the compressor map M stored in the storage unit 104. ..
  • the opening / closing instruction unit 103 instructs the introduction side opening / closing valve 7 to open when the determination unit 102 determines that the operation point R1 is located in the low flow rate operation region LF.
  • the opening / closing instruction unit 103 instructs the introduction side opening / closing valve 7 of the opening degree of the introduction side opening / closing valve 7 acquired from the operation point R1 based on the control map M2.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along the axis of the compressor in one embodiment.
  • the high-pressure gas introduction line 6 described above introduces at least the high-pressure gas at the confluence P of the high-pressure gas flowing through the high-pressure gas introduction line 6 and the combustion gas flowing through the upstream intake passage 12A. Includes one inlet 61.
  • the shroud portion 37 of the casing 34 of the supercharger main body 3 the impeller blade of the impeller 35 of the compressor 31 of the casing 34.
  • the flow F is separated from the shroud portion 37 to form a negative pressure region N.
  • the surging suppression device 4 includes the above-mentioned high-pressure tank 5 configured to accumulate a high-pressure gas having a pressure higher than that of the atmospheric pressure, and the above-mentioned upstream side, as shown in FIG. 1, for example.
  • the above-mentioned high-pressure gas introduction line 6 connecting the intake passage 12A and the high-pressure tank 5, the above-mentioned introduction-side opening / closing valve 7 (opening / closing valve) configured to open / close the high-pressure gas introduction line 6, and the compressor main body 3.
  • the above-mentioned control device 10 configured to control the introduction side opening / closing valve 7 based on the relationship between the pressure ratio and the intake flow rate in the compressor 31 is provided.
  • the control device 10 is configured to control the introduction side opening / closing valve 7 based on the relationship between the pressure ratio in the compressor 31 of the supercharger main body 3 and the intake flow rate.
  • the operating region low flow rate operating region LF
  • the introduction side opening / closing valve 7 that opens / closes the high-pressure gas introduction line 6 is opened, the high-pressure gas accumulated in the high-pressure tank 5 has a higher pressure than the combustion gas flowing through the upstream intake passage 12A, so that the pressure is accumulated in the high-pressure tank 5.
  • the generated high-pressure gas passes through the high-pressure gas introduction line 6 and flows into the upstream intake passage 12A.
  • the flow F is separated from the shroud portion 37 in the vicinity of the shroud portion 37 of the casing 34 of the turbocharger main body 3, and a negative pressure region N is formed.
  • the high-pressure gas that has flowed into the upstream intake passage 12A is induced to flow in the negative pressure region N and flows to the downstream side in the axial direction toward the negative pressure region N. Therefore, it is downstream from the introduction port 61 in the upstream intake passage 12A. It is possible to increase the flow velocity component toward the downstream side in the axial direction of the flow.
  • the surging suppressing device 4 By increasing the flow velocity component of the flow F near the inlet of the compressor 31 toward the downstream side in the axial direction by the surging suppressing device 4, it is possible to prevent the flow F from peeling from the impeller blade 36 and the shroud portion 37. The occurrence of surging can be suppressed. Therefore, the surging suppression device 4 can widen the operating range of the compressor 31 in the low flow rate range.
  • the surging suppression device 4 can store the high pressure gas in the high pressure tank 5, the high pressure is not affected by the operating state of the engine 11 and the supercharger main body 3 and is at the intended timing.
  • the gas can flow into the upstream intake passage 12A.
  • the control device 10 controls the opening and closing of the introduction side opening / closing valve 7, so that a required amount of high-pressure gas can flow into the upstream side intake passage 12A.
  • the surging suppression device 4 can stably suppress the occurrence of surging as compared with the case where the high pressure tank 5 is not provided, and the introduction side opening / closing valve 7 by the control device 10 It is possible to prevent the opening / closing control of the above from becoming complicated.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of an exhaust turbine type turbocharger according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram schematically showing the configuration of an exhaust turbine type turbocharger according to another embodiment.
  • the surging suppressor 4 comprises the above-mentioned high-pressure tank 5, the above-mentioned high-pressure gas introduction line 6, the above-mentioned introduction-side opening / closing valve 7, and the above-mentioned introduction side opening / closing valve 7, as shown in FIGS.
  • the control device 10 described above at least one high-pressure gas intake line 8 configured to send high-pressure gas to the high-pressure tank 5, and an intake-side opening / closing valve 9 configured to open / close the high-pressure gas intake line 8. And.
  • the control device 10 is configured to control the opening and closing of the intake side opening / closing valve 9.
  • the intake side on-off valve 9 is electrically connected to the control device 10, has a motor and an actuator (not shown) that operate in response to a signal sent from the control device 10, and responds to an instruction from the control device 10. It is configured to be openable and closable.
  • the intake side on-off valve 9 may be an on-off valve or an opening / closing valve whose opening degree can be adjusted.
  • the intake side opening / closing valve 9 is an opening degree adjusting valve, and is configured to be changeable to an opening degree according to an instruction opening degree indicated by the control device 10.
  • the intake side opening / closing valve 9 flows on the downstream side of the intake side opening / closing valve 9 of the high-pressure gas intake line 8 by setting the opening degree according to the indicated opening degree indicated by the control device 10.
  • the flow rate of high-pressure gas can be adjusted.
  • the surging suppression device 4 is provided from a high-pressure unit that accumulates high-pressure gas possessed by a supercharger 1, an engine 11, an automobile or the like on which the engine 11 is mounted, via a high-pressure gas intake line 8. , High pressure gas can be sent to the high pressure tank 5. Further, the control device 10 controls the opening and closing of the intake side opening / closing valve 9, so that a required amount of high-pressure gas can be taken into the high-pressure tank 5.
  • the above-mentioned surging suppression device 4 includes the above-mentioned exhaust gas intake line 8A connecting the above-mentioned downstream detour passage 16A and the above-mentioned high-pressure tank 5 as shown in FIG.
  • at least one high-pressure gas intake line 8 described above includes an exhaust gas intake line 8A.
  • the above-mentioned intake side opening / closing valve 9 includes an intake side opening / closing valve 9A provided in the exhaust gas intake line 8A.
  • the exhaust gas intake line 8A is connected to a branch portion 161 and a high-pressure tank 5 provided in the downstream detour passage 16A.
  • the exhaust gas flowing through the downstream detour passage 16A has a higher pressure than the exhaust gas flowing through the downstream exhaust passage 13B and the atmospheric pressure.
  • the surging suppression device 4 can take in exhaust gas from the downstream detour passage 16A into the high pressure tank 5 via the exhaust gas intake line 8A. Therefore, the surging suppression device 4 can effectively utilize the exhaust gas that should be discharged to the outside, and can recover the energy from the exhaust gas.
  • the exhaust gas flowing through the detour passage 16 connecting the upstream side exhaust passage 13A and the downstream side exhaust passage 13B is more energy recovered by the turbine 32 than the exhaust gas flowing through the downstream side exhaust passage 13B via the turbine 32.
  • the pressure is high because there is no such thing. Therefore, the surging suppression device 4 effectively increases the flow velocity component toward the downstream side in the axial direction of the flow F near the inlet of the compressor 31 by introducing the exhaust gas flowing through the bypass passage 16 into the upstream intake passage 12A. Can be done.
  • the turbocharger 1 described above provides an EGR gas passage 19 connecting the downstream exhaust passage 13B and the upstream intake passage 12A and an EGR gas passage 19 as shown in FIG. It includes an EGR gas valve 20 configured to be openable and closable.
  • the supercharger 1 is configured by the EGR gas passage 19 and the EGR gas valve 20 to recirculate a part of the exhaust gas discharged from the engine 11 and flowing through the downstream exhaust passage 13B as EGR gas to the upstream side of the compressor 31.
  • the surging suppression device 4 described above includes an EGR gas intake line 8B connecting the EGR gas passage 19 and the high pressure tank 5.
  • the at least one high pressure gas uptake line 8 described above includes the EGR gas uptake line 8B.
  • the above-mentioned intake side opening / closing valve 9 includes an intake side opening / closing valve 9A provided in the EGR gas intake line 8B.
  • the EGR gas valve 20 is electrically connected to the control device 10 and has a motor and an actuator (not shown) that operate in response to a signal sent from the control device 10. It is configured to be openable and closable according to instructions.
  • the EGR gas valve 20 may be an on-off valve or an opening degree adjusting valve whose opening degree can be adjusted.
  • the EGR gas valve 20 is an opening degree adjusting valve, and is configured so that the opening degree can be changed according to the indicated opening degree indicated by the control device 10.
  • the EGR gas valve 20 can adjust the flow rate of the EGR gas recirculated to the upstream intake passage 12A by setting the opening degree according to the indicated opening degree indicated by the control device 10.
  • the supercharger 1 is provided on the upstream side of the EGR gas valve 20 of the EGR gas passage 19, and is an exhaust gas recirculation apparatus 21 configured to desulfurize the exhaust gas flowing through the EGR gas passage 19.
  • the EGR gas passage 19 is connected to the branch portion 133 of the downstream exhaust passage 13B and the confluence 122 of the upstream intake passage 12A.
  • the merging portion 122 is located on the upstream side of the merging portion 121 described above. In the illustrated embodiment, the merging portion 122 is located on the upstream side of the casing 34, but may be located inside the casing 34.
  • the EGR gas intake line 8B is provided at the branch portion 191 and the high-pressure tank 5 provided on the upstream side of the EGR gas valve 20 of the EGR gas passage 19 and on the downstream side of the exhaust gas recirculation device 21. Be connected.
  • the EGR gas after desulfurization is sent from the EGR gas passage 19 to the EGR gas intake line 8B by the exhaust gas recirculation apparatus 21.
  • the exhaust gas flowing through the EGR gas passage 19 has a higher pressure than the atmospheric pressure.
  • the surging suppression device 4 can take in EGR gas from the EGR gas passage 19 into the high pressure tank 5 via the EGR gas uptake line 8B. Therefore, the EGR gas can be effectively used.
  • the surging suppressor 4 described above comprises a blow-by gas intake line 8C configured to send blow-by gas discharged from the engine 11 to a high pressure tank 5, as shown in FIG. ..
  • at least one high pressure gas uptake line 8 described above includes a blow-by gas uptake line 8C.
  • the above-mentioned intake side opening / closing valve 9 includes an intake side opening / closing valve 9C provided in the blow-by gas intake line 8C.
  • the engine 11 has a pressure accumulator 111 for accumulating blow-by gas discharged from the combustion chamber of the engine 11.
  • the blow-by gas intake line 8C is connected to the accumulator 111 and the high-pressure tank 5. Blow-by gas has a higher pressure than atmospheric pressure.
  • the surging suppression device 4 can take in the blow-by gas discharged from the engine 11 into the high-pressure tank 5 via the blow-by gas intake line 8C. Therefore, the surging suppression device 4 can effectively utilize the blow-by gas that should be discharged to the outside, and can recover energy from the blow-by gas.
  • the surging suppressor 4 described above comprises a combustion gas uptake line 8D connecting the downstream intake passage 12B and the high pressure tank 5 described above, as shown in FIG.
  • at least one high pressure gas uptake line 8 described above includes a combustion gas uptake line 8D.
  • the above-mentioned intake side opening / closing valve 9 includes an intake side opening / closing valve 9D provided in the combustion gas intake line 8D.
  • the combustion gas intake line 8D is connected to the branch portion 123 and the high pressure tank 5 provided in the downstream intake passage 12B. The combustion gas flowing through the downstream intake passage 12B has a higher pressure than the atmospheric pressure.
  • the surging suppression device 4 can take in the combustion gas compressed by the compressor 31 from the downstream intake passage 12B into the high pressure tank 5.
  • the compressed combustion gas can be effectively utilized by sending the compressed combustion gas to the high-pressure tank 5.
  • the surging suppressor 4 described above further comprises an electric compressor 22 configured to pump high pressure gas into the high pressure tank 5.
  • the supercharger 1 has a gas tank 23 configured to fill the gas and a gas introduction configured to introduce the gas into the gas tank 23, as shown in FIG. A line 24 is provided.
  • the electric compressor 22 is configured to be driven by electric power to compress the gas in the gas tank 23.
  • the surging suppression device 4 includes a compressed air introduction line 8E connecting the gas tank 23 and the high pressure tank 5.
  • at least one high pressure gas uptake line 8 described above includes a compressed air introduction line 8E.
  • the intake side opening / closing valve 9 described above includes the intake side opening / closing valve 9E provided in the compressed air introduction line 8E.
  • the compressed gas compressed in the gas tank 23 and flowing through the compressed air introduction line 8E has a higher pressure than the atmospheric pressure.
  • one end of the gas introduction line 24 is open and the gas tank 23 is configured to introduce atmospheric air through the gas introduction line 24.
  • the electric compressor 22 described above may be configured to compress the gas in the high pressure tank 5.
  • the high-pressure gas can be pumped to the high-pressure tank 5 by the electric compressor 22.
  • the high-pressure gas can be more reliably accumulated in the high-pressure tank 5, the occurrence of surging can be suppressed more stably.
  • power consumption can be suppressed by configuring the electric compressor 22 to be driven by surplus electric power of the supercharger 1, the engine 11, and the automobile on which the engine 11 is mounted.
  • the above-mentioned at least one inlet 61 has a component A at the above-mentioned confluence P that directs the high-pressure gas to the downstream side in the axial direction of the compressor 31. It is configured to be introduced into the upstream intake passage 12A so as to face C.
  • the inlet 61 is configured to introduce high pressure gas along the axial direction, whereas in some other embodiments, the inlet 61 is radially inward or It may be configured to introduce a high-pressure gas in a direction inclined outward in the radial direction.
  • the upstream intake passage 12A includes a tubular portion 341 having a through hole 344 formed in the peripheral surface.
  • the casing 34 described above has a tubular portion 341.
  • the high-pressure gas introduction line 6 includes a nozzle portion 62 having an introduction port 61 at the tip thereof and being configured to be inserted into the through hole 344. That is, the tubular portion 341 and the nozzle portion 62 are separate bodies.
  • the nozzle portion 62 is configured such that the introduction port 61 is located in the upstream intake passage 12A when the nozzle portion 62 is inserted into the through hole 344.
  • the nozzle portion 62 includes a collar portion 63 configured to be fixed to the outer peripheral surface 342 of the tubular portion 341 by a bolt (fastener) (not shown).
  • the counterbore hole 343 in which the flange portion 63 is housed may be formed on the outer peripheral surface 342 of the tubular portion 341, and the counterbore hole 343 communicating with the through hole 344 may be formed.
  • the high-pressure gas flows in the direction C having the component A toward the downstream side in the axial direction of the compressor 31 at the confluence point P with the combustion gas flowing through the upstream intake passage 12A. It is possible to effectively increase the flow velocity component toward the downstream side in the axial direction of the flow on the downstream side of the introduction port 61 in the upstream side intake passage 12A. Therefore, according to the above configuration, the flow velocity component of the flow F near the inlet of the compressor 31 toward the downstream side in the axial direction is effectively increased, so that the flow can be more reliably separated from the impeller blade 36 and the shroud portion 37. It is possible to prevent the occurrence of surging more stably.
  • At least one inlet 61 described above has a component B that directs the high pressure gas downstream in the direction of rotation R of the compressor 31 at the above-mentioned confluence P. It is configured to be introduced into the upstream intake passage 12A so as to face the direction C.
  • the direction C has both the above-mentioned component A and the above-mentioned component B, but in some other embodiments, the direction C has either the component A or the component B. You may have come to have.
  • the high-pressure gas swirls in the direction C having the component B toward the downstream side in the rotation direction R of the compressor 31 at the confluence point P with the combustion gas flowing through the upstream intake passage 12A. Therefore, the flow velocity component (swivel component) toward the downstream side in the rotation direction R of the compressor 31 can be effectively increased in the flow on the downstream side of the introduction port 61 in the upstream side intake passage 12A. Therefore, according to the above configuration, by effectively increasing the swirling component in the flow F near the inlet of the compressor 31, it is possible to more reliably prevent the flow from peeling from the impeller blade 36 and the shroud portion 37. , The occurrence of surging can be suppressed more stably.
  • the above-mentioned operating point acquisition device 18 includes the above-mentioned inlet pressure sensor 18A and outlet pressure sensor 18B, and a rotation speed sensor 18D capable of detecting the rotation speed of the compressor 31. Further, in some other embodiments, the above-mentioned operating point acquisition device 18 includes the above-mentioned flow rate sensor 18C and the rotation speed sensor 18D. In the embodiment shown in FIG. 4, the rotation speed sensor 18D is attached to the shroud portion 37. In these cases, the control device 10 can acquire the operating point R1 based on the information acquired by the operating point acquisition device 18.
  • the operating point acquisition device 18 described above includes a temperature sensor 18E capable of detecting the temperature in the vicinity of the shroud portion 37 of the casing 34.
  • the temperature sensor 18E is attached to the shroud portion 37. In this case, since the temperature rises when a backflow occurs in the vicinity of the shroud portion 37, it is possible to grasp whether or not the backflow is occurring by the temperature sensor 18E. Therefore, by including the temperature sensor 18E in the operating point acquisition device 18, the occurrence of surging can be suppressed more stably.
  • the turbine-type turbocharger 1 described above includes the surging suppression device 4 described above.
  • the turbine-type turbocharger 1 since the turbine-type turbocharger 1 includes the surging suppression device 4, the occurrence of surging can be stably suppressed, and the operating range of the compressor 31 in the low flow rate range can be widened. ..
  • FIG. 7 is a flow chart of the surging suppression method according to the embodiment.
  • the surging suppression method 200 according to some embodiments is a surging suppression method using a surging suppression device 4 that suppresses surging in the exhaust turbine type turbocharger 1.
  • the surging suppression device 4 described above includes the high pressure tank 5 described above, the high pressure gas introduction line 6 described above, and the introduction side opening / closing valve 7 described above.
  • the surging suppression method 200 described above is based on the relationship between step S1 for accumulating high-pressure gas in the high-pressure tank 5 and the pressure ratio and intake flow rate in the compressor 31 of the turbocharger main body 3.
  • a step S2 for controlling the introduction side opening / closing valve 7 is provided.
  • step S2 described above includes steps S3 to S5, as shown in FIG.
  • the operating point R1 of the compressor 31 is acquired.
  • the operation point R1 may be acquired by the operation point acquisition unit 101 of the operation point acquisition device 18 and the control device 10 described above, or may be acquired by another method.
  • step S4 it is determined whether or not the operation point R1 is located in the low flow rate operation region LF of the compressor map M. The determination may be performed by the determination unit 102 of the control device 10 or may be performed manually. If the operating point R1 is not located within the low flow rate operating region LF (“NO” in step S4), the flow ends.
  • the introduction side opening / closing valve 7 is opened (step S5).
  • the opening / closing operation of the introduction-side opening / closing valve 7 may be performed by the introduction-side opening / closing valve 7 that receives a signal from the opening / closing instruction unit 103 of the control device 10, or may be performed manually.
  • the surging suppression method 200 includes step S2 for controlling the introduction side opening / closing valve 7 based on the relationship between the pressure ratio and the intake flow rate in the compressor 31, so that surging in the above relationship occurs.
  • the introduction side opening / closing valve 7 can be instructed to open.
  • the introduction side opening / closing valve 7 that opens / closes the high-pressure gas introduction line 6 is opened, the high-pressure gas accumulated in the high-pressure tank 5 flows into the upstream intake passage 12A and flows into the negative pressure region N formed in the vicinity of the shroud portion 37.
  • step S2 by increasing the flow velocity component of the flow F near the inlet of the compressor 31 toward the downstream side in the axial direction, it is possible to prevent the flow F from peeling from the impeller blade 36 and the shroud portion 37, so that surging can be performed. Occurrence can be suppressed. Therefore, the surging suppression method 200 can widen the operating range of the compressor 31 in the low flow rate range.
  • the surging suppression method 200 since the surging suppression method 200 includes step S1 for accumulating high-pressure gas in the high-pressure tank 5, the intended timing is not affected by the operating state of the engine 11 or the supercharger main body 3.
  • the high-pressure gas can flow into the upstream intake passage 12A.
  • a required amount of high-pressure gas can flow into the upstream side intake passage 12A. Therefore, according to the above method, the occurrence of surging can be stably suppressed as compared with the case where the high pressure tank 5 is not provided.
  • the turbocharger 1 may include both a bypass passage 16 and an EGR gas passage 19, and the high pressure gas intake line 8 includes both an exhaust gas intake line 8A and an EGR gas intake line 8B. You may.

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Abstract

排気タービン式の過給機におけるサージングを抑制するためのサージング抑制装置であって、大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された高圧タンクと、過給機のコンプレッサより上流側の上流側吸気通路と高圧タンクとを結ぶ高圧気体導入ラインと、高圧気体導入ラインを開閉可能に構成された開閉バルブと、過給機のコンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、開閉バルブを制御するように構成された制御装置と、を備える。

Description

サージング抑制装置、排気タービン式の過給機およびサージング抑制方法
　本開示は、排気タービン式の過給機におけるサージングを抑制するためのサージング抑制装置、該サージング抑制装置を備える排気タービン式の過給機および該サージング抑制装置を用いたサージング抑制方法に関する。
　自動車などに用いられるエンジンには、エンジンの出力を向上させるために排気タービン式の過給機が搭載されることがある。排気タービン式の過給機は、エンジンからの排ガスによりタービンを回転させることで、回転シャフトを介してタービンに連結されたコンプレッサ（遠心圧縮機）を回転させ、回転駆動するコンプレッサにより燃焼用気体を圧縮してエンジンに供給するようになっている。
　特許文献１には、コンプレッサと吸気スロットル弁とを繋ぐインレットパイプに接続され、インレットパイプと連通する取入口と、コンプレッサに蓄積過給圧を噴射する噴射口と、を有する圧力タンクと、取入口および噴射口の夫々に設けられる制御弁と、制御弁の開閉を制御する制御装置と、を備える補助過給圧供給装置が開示されている。補助過給圧供給装置は、急加速時におけるコンプレッサの立ち上りの遅れを防止するために、圧力タンク内に蓄積された蓄積過給圧をコンプレッサに噴射するものである。
実開平１－１６６７２４号公報
　ところで、コンプレッサには広い作動範囲が求められるが、コンプレッサの流量が減少するとサージングという不安定現象が発生して流量範囲が制限されることが知られている。この点、特許文献１には、低流量時におけるサージングを抑制するための知見については何ら開示されていない。
　また、従来、コンプレッサの下流側から抜き出した燃焼用気体を、コンプレッサの下流側と上流側とを繋ぐ再循環流路を経由して、即座にコンプレッサの上流側に送ることが行われている。この場合には、コンプレッサの上流側に送られる燃焼用気体の量は、コンプレッサの運転状態の影響を受けるので、コンプレッサの運転状態如何によって低流量時におけるサージングを抑制することができない虞がある。
　上述した事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、サージングの発生を安定的に抑制することができ、コンプレッサの低流量域における作動範囲を広げることができるサージング抑制装置を提供することにある。
（１）本発明の少なくとも一実施形態にかかるサージング抑制装置は、
　排気タービン式の過給機におけるサージングを抑制するためのサージング抑制装置であって、
　大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された高圧タンクと、
　上記過給機のコンプレッサより上流側の上流側吸気通路と上記高圧タンクとを結ぶ高圧気体導入ラインと、
　上記高圧気体導入ラインを開閉可能に構成された開閉バルブと、
　上記過給機の上記コンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、上記開閉バルブを制御するように構成された制御装置と、を備える。
　上記（１）の構成によれば、制御装置は、過給機のコンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、開閉バルブを制御するように構成されているので、上記関係性におけるサージングが発生する可能性の高い運転領域において、開閉バルブに対して開くように指示することができる。高圧気体導入ラインを開閉する開閉バルブを開くと、高圧タンクに蓄圧された高圧気体は、上流側吸気通路を流れる燃焼用気体よりも高圧であるため、高圧タンクに蓄圧された高圧気体が高圧気体導入ラインを通り、上流側吸気通路に流入する。ここで、低流量時には、過給機のケーシングのシュラウド部（ケーシングのうちインペラ翼の先端に対向する部分）近傍は、流れがシュラウド部から剥離して負圧領域が形成される。上流側吸気通路に流入した高圧気体は、上記負圧領域に流れを誘起され、負圧領域に向かって軸方向における下流側に流れるので、上流側吸気通路における導入口より下流側の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることができる。サージング抑制装置により、コンプレッサの入口近傍の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることで、流れのインペラ翼やシュラウド部からの剥離を防止することができるので、サージングの発生を抑制することができる。よって、サージング抑制装置により、コンプレッサの低流量域における作動範囲を広げることができる。
　また、上記（１）の構成によれば、サージング抑制装置は、高圧気体を高圧タンクに蓄圧しておけるので、エンジンや過給機の運転状態に左右されずに、意図したタイミングで高圧気体を上流側吸気通路に流すことができる。また、サージング抑制装置は、制御装置が開閉バルブの開閉を制御することで、必要量の高圧気体を上流側吸気通路に流すことができる。よって、上記の構成によれば、サージング抑制装置は、高圧タンクを設けない場合に比べて、サージングの発生を安定的に抑制することができ、且つ、制御装置による開閉バルブの開閉制御の複雑化を防止することができる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のサージング抑制装置は、上記過給機のタービンより上流側の上流側排気通路と上記タービンより下流側の下流側排気通路とを繋ぐ迂回通路における、上記迂回通路に設けられるウエイストゲートバルブより下流側の下流側迂回通路と、上記高圧タンクとを結ぶ排ガス取込ラインをさらに備える。
　上記（２）の構成によれば、サージング抑制装置は、排ガス取込ラインを介して、下流側迂回通路から高圧タンクに、排ガスを取り込むことができる。このため、サージング抑制装置は、本来、外部に排出されるはずの排ガスを有効活用することができ、上記排ガスからエネルギを回収することができる。ここで、上流側排気通路と下流側排気通路とを繋ぐ迂回通路を流れる排ガスは、タービンを経由して下流側排気通路を流れる排ガスよりも、タービンによりエネルギが回収されていない分だけ高圧である。したがって、サージング抑制装置は、迂回通路を流れる排ガスを上流側吸気通路に導入することで、コンプレッサの入口近傍の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を効果的に増加させることができる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載のサージング抑制装置は、上記過給機のタービンより下流側の下流側排気通路と上記上流側吸気通路とを繋ぐＥＧＲガス通路と、上記高圧タンクとを結ぶＥＧＲガス取込ラインをさらに備える。
　上記（３）の構成によれば、サージング抑制装置は、ＥＧＲガス取込ラインを介して、ＥＧＲガス通路から高圧タンクに、ＥＧＲガスを取り込むことができる。このため、ＥＧＲガスを有効活用することができる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）～（３）の何れかに記載のサージング抑制装置は、エンジンから排出されたブローバイガスを上記高圧タンクに送るように構成されたブローバイガス取込ラインをさらに備える。
　上記（４）の構成によれば、サージング抑制装置は、ブローバイガス取込ラインを介して、エンジンから排出されたブローバイガスを高圧タンクに取り込むことができる。このため、サージング抑制装置は、本来、外部に排出されるはずのブローバイガスを有効活用することができ、上記ブローバイガスからエネルギを回収することができる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）～（４）の何れかに記載のサージング抑制装置は、上記コンプレッサより下流側の下流側吸気通路と上記高圧タンクとを結ぶ燃焼用気体取込ラインをさらに備える。
　上記（５）の構成によれば、サージング抑制装置は、下流側吸気通路から高圧タンクに、コンプレッサにおいて圧縮された燃焼用気体を取り込むことができる。例えば自動車のブレーキの作動時などの、コンプレッサによる圧縮が必要ない場合に、圧縮された燃焼用気体を高圧タンクに送ることで、圧縮された燃焼用気体を有効活用することができる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）～（５）の何れかに記載のサージング抑制装置は、上記高圧タンクに上記高圧気体を圧送するように構成された電動コンプレッサをさらに備える。
　上記（６）の構成によれば、電動コンプレッサにより高圧気体を高圧タンクに圧送することができる。この場合には、高圧タンクに高圧気体をより確実に蓄圧することができるので、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）～（６）の何れかに記載のサージング抑制装置であって、上記高圧気体導入ラインは、上記高圧気体導入ラインを流れる上記高圧気体と、上記上流側吸気通路を流れる燃焼用気体と、の合流点において、上記高圧気体を上記コンプレッサの軸方向における下流側へ向かう成分を有する方向に向かうように上記上流側吸気通路に導入するように構成された少なくとも一つの導入口を含む。
　上記（７）の構成によれば、高圧気体は、上流側吸気通路を流れる燃焼用気体との合流点において、コンプレッサの軸方向における下流側へ向かう成分を有する方向に向かって流れるので、上流側吸気通路における導入口より下流側の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を効果的に増加させることができる。よって、上記の構成によれば、コンプレッサの入口近傍の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を効果的に増加させることにより、流れのインペラ翼やシュラウド部からの剥離をより確実に防止することができ、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）～（７）の何れかに記載のサージング抑制装置であって、上記高圧気体導入ラインは、上記高圧気体導入ラインを流れる上記高圧気体と、上記上流側吸気通路を流れる燃焼用気体と、の合流点において、上記高圧気体を上記コンプレッサの回転方向における下流側へ向かう成分を有する方向に向かうように上記上流側吸気通路に導入するように構成された少なくとも一つの導入口を含む。
　上記（８）の構成によれば、高圧気体は、上流側吸気通路を流れる燃焼用気体との合流点において、コンプレッサの回転方向における下流側へ向かう成分を有する方向に向かって旋回して流れるので、上流側吸気通路における導入口より下流側の流れにコンプレッサの回転方向における下流側へ向かう流速成分（旋回成分）を効果的に増加させることができる。よって、上記の構成によれば、コンプレッサの入口近傍の流れに旋回成分を効果的に増加させることにより、流れのインペラ翼やシュラウド部からの剥離をより確実に防止することができ、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。
（９）本発明の少なくとも一実施形態にかかるタービン式の過給機は、上記（１）～（８）の何れかに記載のサージング抑制装置を備える。
　上記（９）の構成によれば、タービン式の過給機は、上記サージング抑制装置を備えるので、サージングの発生を安定的に抑制することができ、ひいてはコンプレッサの低流量域における作動範囲を広げることができる。
（１０）本発明の少なくとも一実施形態にかかるサージング抑制方法は、
　排気タービン式の過給機におけるサージングを抑制するサージング抑制装置を用いたサージング抑制方法であって、
　上記サージング抑制装置は、
　大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された高圧タンクと、
　コンプレッサより上流側の上流側吸気通路と上記高圧タンクとを結ぶ高圧気体導入ラインと、
　上記高圧気体導入ラインを開閉可能に構成された開閉バルブと、を備え、
　上記サージング抑制方法は、
　上記高圧タンクに上記高圧気体を蓄圧するステップと、
　上記過給機の上記コンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、上記開閉バルブを制御するステップと、を備える。
　上記（１０）の方法によれば、サージング抑制方法は、コンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、開閉バルブを制御するステップを備えるので、上記関係性におけるサージングが発生する可能性の高い運転領域において、開閉バルブに対して開くように指示することができる。高圧気体導入ラインを開閉する開閉バルブを開くと、高圧タンクに蓄圧された高圧気体が上流側吸気通路に流入し、シュラウド部近傍に形成された負圧領域に流れを誘起され、負圧領域に向かって軸方向における下流側に流れるので、上流側吸気通路における導入口より下流側の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることができる。上記開閉バルブを制御するステップにより、コンプレッサの入口近傍の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることで、流れのインペラ翼やシュラウド部からの剥離を防止することができるので、サージングの発生を抑制することができる。よって、サージング抑制方法により、コンプレッサの低流量域における作動範囲を広げることができる。
　また、上記（１０）の方法によれば、サージング抑制方法は、高圧タンクに高圧気体を蓄圧するステップを備えるので、エンジンや過給機の運転状態に左右されずに、意図したタイミングで高圧気体を上流側吸気通路に流すことができる。また、開閉バルブの開閉を制御することで、必要量の高圧気体を上流側吸気通路に流すことができる。よって、上記の方法によれば、高圧タンクを設けない場合に比べて、サージングの発生を安定的に抑制することができる。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、サージングの発生を安定的に抑制することができ、コンプレッサの低流量域における作動範囲を広げることができるサージング抑制装置が提供される。
一実施形態にかかる排気タービン式の過給機の構成を概略的に示す概略構成図である。 コンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性を説明するためのグラフである。 一実施形態における制御装置のブロック図である。 一実施形態におけるコンプレッサの軸線に沿った概略断面図である。 他の一実施形態にかかる排気タービン式の過給機の構成を概略的に示す概略構成図である。 他の一実施形態にかかる排気タービン式の過給機の構成を概略的に示す概略構成図である。 一実施形態にかかるサージング抑制方法のフロー図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
　図１は、一実施形態にかかる排気タービン式の過給機の構成を概略的に示す概略構成図である。
　図１に示されるように、幾つかの実施形態にかかるサージング抑制装置４は、排気タービン式の過給機１におけるサージングの発生を抑制するための装置であり、過給機１に搭載される。
　過給機１は、図１に示されるように、過給機本体３（ターボチャージャ）と、上記サージング抑制装置４と、エンジン１１に供給される燃焼用気体が流れる吸気通路１２と、エンジン１１から排出される排ガスが流れる排気通路１３と、を備える。燃焼用気体としては、新気やＥＧＲガス、これらの混合気などが挙げられる。
　過給機本体３は、図１に示されるように、吸気通路１２に設けられるコンプレッサ３１と、排気通路１３に設けられるタービン３２と、コンプレッサ３１とタービン３２を機械的に連結する回転シャフト３３と、コンプレッサ３１、タービン３２および回転シャフト３３を収容するように構成されたケーシング３４と、を含む。コンプレッサ３１およびタービン３２は、回転シャフト３３を介して一体的に回転可能に構成されている。
　過給機本体３は、エンジン１１から排出された排ガスによりタービン３２が回転駆動し、タービン３２に連動して同軸上で回転駆動するコンプレッサ３１により、吸気通路１２を流れる燃焼用気体を圧縮するように構成されている。
　図１に示されるように、吸気通路１２におけるコンプレッサ３１より上流側を上流側吸気通路１２Ａとし、コンプレッサ３１より下流側を下流側吸気通路１２Ｂとする。下流側吸気通路１２Ｂは、コンプレッサ３１の下流側とエンジン１１の上流側とを接続している。また、図１に示されるように、排気通路１３におけるタービン３２より上流側を上流側排気通路１３Ａとし、タービン３２より下流側を下流側排気通路１３Ｂとする。上流側排気通路１３Ａは、エンジン１１の下流側とタービン３２の上流側とを接続している。
　図１に示される実施形態では、過給機１は、上流側吸気通路１２Ａに燃焼用気体から塵や埃などを取り除くエアクリーナ１４が設けられている。また、図１に示される実施形態では、下流側吸気通路１２Ｂには、コンプレッサ３１により圧縮されて昇温した燃焼用気体を冷却するエアクーラ１５が設けられている。
　図示される実施形態では、過給機１は、図１に示されるように、エンジン１１から排出された排ガスを、タービン３２を経由させずにタービン３２の上流側から下流側に送るように構成された迂回通路１６と、迂回通路１６に設けられるウエイストゲートバルブ１７と、を備える。迂回通路１６のウエイストゲートバルブ１７より下流側を下流側迂回通路１６Ａとする。
　図１に示される実施形態では、迂回通路１６は、図１に示されるように、上流側排気通路１３Ａに設けられる分岐部１３１および下流側排気通路１３Ｂに設けられる合流部１３２に接続される。ウエイストゲートバルブ１７は、迂回通路１６を開閉可能に構成されている。
　ウエイストゲートバルブ１７を開放し、タービン３２に向かって流れる排ガスの一部を迂回通路１６に分流させることで、タービン３２に導入される排ガスの量やエネルギが低減させることができ、ひいては燃焼用気体の過給圧を低減させることができる。
　サージング抑制装置４は、図１に示されるように、大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された高圧タンク５と、上流側吸気通路１２Ａと高圧タンク５とを結ぶ高圧気体導入ライン６と、高圧気体導入ライン６を開閉可能に構成された導入側開閉バルブ７と、導入側開閉バルブ７の開閉を制御するように構成された制御装置１０と、を備える。
　導入側開閉バルブ７は、制御装置１０に電気的に接続されており、制御装置１０から送られる信号に応じて作動する不図示のモータおよびアクチュエータを有し、制御装置１０の指示に応じて開閉可能に構成されている。導入側開閉バルブ７は、開閉弁であってもよく、開度を調整可能な開度調整弁であってもよい。
　図示される実施形態では、導入側開閉バルブ７は、開度調整弁であり、制御装置１０が指示する指示開度に応じた開度に変更可能に構成されている。この場合には、導入側開閉バルブ７は、制御装置１０が指示する指示開度に応じた開度にすることで、高圧気体導入ライン６の導入側開閉バルブ７より下流側を流れる高圧気体の流量を調整可能である。
　図示される実施形態では、高圧タンク５は、過給機本体３およびエンジン１１の外部に位置するように構成されている。
　図示される実施形態では、高圧気体導入ライン６は、図１に示されるように、上流側吸気通路１２Ａのエアクリーナ１４より下流側、且つ、ケーシング３４内に設けられた合流部１２１と、高圧タンク５とを接続している。なお、他の幾つかの実施形態では、上記合流部１２１は、上流側吸気通路１２Ａのケーシング３４より上流側に設けられていてもよい。
　図２は、一実施形態にかかるコンプレッサマップを示す図である。
　図２に示されるコンプレッサマップＭは、横軸をコンプレッサ３１の吸気流量Ｗとし、縦軸をコンプレッサ３１の圧力比ＰＦ（入口圧力ＰＩに対する出口圧力ＰＯの圧力比）とするマップである。コンプレッサマップＭは、予め定常試験により作成されている。コンプレッサ３１の運転点Ｒ１のコンプレッサマップＭ上の位置により、過給機本体３の作動領域や効率が判断可能となっている。
　図２には、過給機本体３の設計上のサージラインＬ１と、設計上のエンジン作動線Ｌ２とを示している。サージラインＬ１およびエンジン作動線Ｌ２は、上述したサージング抑制装置４を考慮していないものである。図示されるように、サージラインＬ１を境に、サージ運転領域ＲＳ（図中左側）と正常運転領域ＲＮ（図中右側）とに区画される。ここで、サージ運転領域ＲＳは、サージングが発生する可能性が高い領域であり、正常運転領域ＲＮは、過給機本体３が正常に作動する領域である。エンジン作動線Ｌ２は、サージラインＬ１との間に低流量側マージンＬＭを有するように設定されている。
　図２に示されるように、コンプレッサマップＭにおいて、サージングが発生する可能性の高い運転領域である低流量運転領域ＬＦを予め設定する。図示される実施形態では、低流量運転領域ＬＦは、サージラインＬ１を含む領域である。また、図２に示される実施形態では、低流量運転領域ＬＦは、サージ運転領域ＲＳのサージラインＬ１に隣接する部分、および正常運転領域ＲＮのサージラインＬ１に隣接する部分の両方を含む領域である。なお、他の幾つかの実施形態では、低流量運転領域ＬＦは、サージ運転領域ＲＳのサージラインＬ１に隣接する部分、又は正常運転領域ＲＮのサージラインＬ１に隣接する部分の何れか一方を含む領域であってもよい。
　図３は、一実施形態における制御装置のブロック図である。
　図示される実施形態では、過給機１は、図１に示されるように、コンプレッサ３１の運転点Ｒ１に関する情報を取得するように構成された運転点取得装置１８をさらに備える。
　制御装置１０は、図３に示されるように、運転点取得装置１８に電気的に接続され、コンプレッサ３１の運転点Ｒ１に関する情報が運転点取得装置１８から送られるように構成されている。制御装置１０は、コンプレッサ３１の運転点Ｒ１に関する情報から運転点Ｒ１を取得するように構成されている運転点取得部１０１を備える。
　図１に示される実施形態では、運転点取得装置１８は、上流側吸気通路１２Ａに設けられてコンプレッサ３１の入口圧力ＰＩを検出可能な入口圧力センサ１８Ａと、下流側吸気通路１２Ｂに設けられてコンプレッサ３１の出口圧力ＰＯを検出可能な出口圧力センサ１８Ｂと、上流側吸気通路１２Ａに設けられてコンプレッサ３１に導入される吸気流量Ｗを検出可能な流量センサ１８Ｃと、を含む。この場合には、運転点取得部１０１は、入口圧力センサ１８Ａが検出した入口圧力ＰＩおよび出口圧力センサ１８Ｂが検出した出口圧力ＰＯから圧力比ＰＦを算出し、算出した圧力比ＰＦおよび流量センサ１８Ｃが検出した吸気流量Ｗから運転点Ｒ１を取得するようになっている。なお、制御装置１０がコンプレッサ３１の運転点Ｒ１を取得可能であれば、上述したセンサ類とは異なるセンサを用いてもよい。
　制御装置１０は、コンプレッサ３１における圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、導入側開閉バルブ７の開閉を制御するように構成されている。図示される実施形態では、制御装置１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、及びＩ／Ｏインターフェイスなどからなるマイクロコンピュータとして構成されている。或る実施形態では、制御装置１０は、エンジン１１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ装置）からなる。
　制御装置１０は、図３に示されるように、上述した運転点取得部１０１と、運転点Ｒ１が上述した低流量運転領域ＬＦ内に位置するか否かを判定するように構成された判定部１０２と、導入側開閉バルブ７に対して開閉動作を指示するように構成された開閉指示部１０３と、上述したコンプレッサマップＭが記憶された記憶部１０４と、を備える。図示される実施形態では、運転点Ｒ１を入力値として導入側開閉バルブ７の開度を出力値とする制御マップＭ２が記憶部１０４に予め記憶されている。
　判定部１０２は、運転点取得部１０１で取得した運転点Ｒ１が、コンプレッサマップＭの低流量運転領域ＬＦ内に位置するか否かを判定する。判定部１０２は、上記運転点Ｒ１と記憶部１０４に記憶されたコンプレッサマップＭとを比較することにより、運転点Ｒ１がコンプレッサマップＭにおける低流量運転領域ＬＦ内に位置するか否かを判定する。
　開閉指示部１０３は、運転点Ｒ１が低流量運転領域ＬＦ内に位置していると判定部１０２が判定したときに、導入側開閉バルブ７に開くように指示する。図示される実施形態では、開閉指示部１０３は、制御マップＭ２に基づいて、運転点Ｒ１から取得される導入側開閉バルブ７の開度を導入側開閉バルブ７に指示する。
　図４は、一実施形態におけるコンプレッサの軸線に沿った概略断面図である。
　図４に示されるように、上述した高圧気体導入ライン６は、高圧気体導入ライン６を流れる高圧気体と上流側吸気通路１２Ａを流れる燃焼用気体との合流点Ｐにおいて、高圧気体を導入する少なくとも一つの導入口６１を含む。
　図４に示されるように、コンプレッサ３１に導入される燃焼用気体の流量が低い場合には、過給機本体３のケーシング３４のシュラウド部３７（ケーシング３４のうちコンプレッサ３１のインペラ３５のインペラ翼３６の先端に対向する部分）近傍は、流れＦがシュラウド部３７から剥離して負圧領域Ｎが形成されるようになっている。
　幾つかの実施形態にかかるサージング抑制装置４は、例えば図１に示されるように、大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された上述した高圧タンク５と、上述した上流側吸気通路１２Ａと高圧タンク５とを結ぶ上述した高圧気体導入ライン６と、高圧気体導入ライン６を開閉可能に構成された上述した導入側開閉バルブ７（開閉バルブ）と、過給機本体３のコンプレッサ３１における圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、導入側開閉バルブ７を制御するように構成された上述した制御装置１０と、を備える。
　上記の構成によれば、制御装置１０は、過給機本体３のコンプレッサ３１における圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、導入側開閉バルブ７を制御するように構成されているので、上記関係性におけるサージングが発生する可能性の高い運転領域（低流量運転領域ＬＦ）において、導入側開閉バルブ７に対して開くように指示することができる。高圧気体導入ライン６を開閉する導入側開閉バルブ７を開くと、高圧タンク５に蓄圧された高圧気体は、上流側吸気通路１２Ａを流れる燃焼用気体よりも高圧であるため、高圧タンク５に蓄圧された高圧気体が高圧気体導入ライン６を通り、上流側吸気通路１２Ａに流入する。ここで、低流量時には、過給機本体３のケーシング３４のシュラウド部３７近傍は、流れＦがシュラウド部３７から剥離して負圧領域Ｎが形成される。上流側吸気通路１２Ａに流入した高圧気体は、負圧領域Ｎに流れを誘起され、負圧領域Ｎに向かって軸方向における下流側に流れるので、上流側吸気通路１２Ａにおける導入口６１より下流側の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることができる。サージング抑制装置４により、コンプレッサ３１の入口近傍の流れＦの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることで、流れＦのインペラ翼３６やシュラウド部３７からの剥離を防止することができるので、サージングの発生を抑制することができる。よって、サージング抑制装置４により、コンプレッサ３１の低流量域における作動範囲を広げることができる。
　また、上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、高圧気体を高圧タンク５に蓄圧しておけるので、エンジン１１や過給機本体３の運転状態に左右されずに、意図したタイミングで高圧気体を上流側吸気通路１２Ａに流すことができる。また、サージング抑制装置４は、制御装置１０が導入側開閉バルブ７の開閉を制御することで、必要量の高圧気体を上流側吸気通路１２Ａに流すことができる。よって、上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、高圧タンク５を設けない場合に比べて、サージングの発生を安定的に抑制することができ、且つ、制御装置１０による導入側開閉バルブ７の開閉制御の複雑化を防止することができる。
　図５は、他の一実施形態にかかる排気タービン式の過給機の構成を概略的に示す概略構成図である。図６は、他の一実施形態にかかる排気タービン式の過給機の構成を概略的に示す概略構成図である。
　幾つかの実施形態では、サージング抑制装置４は、図１、５、６に示されるように、上述した高圧タンク５と、上述した高圧気体導入ライン６と、上述した導入側開閉バルブ７と、上述した制御装置１０と、高圧気体を高圧タンク５に送るように構成された少なくとも一つの高圧気体取込ライン８と、高圧気体取込ライン８を開閉可能に構成された取込側開閉バルブ９と、を備える。制御装置１０は、取込側開閉バルブ９の開閉を制御するように構成されている。
　取込側開閉バルブ９は、制御装置１０に電気的に接続されており、制御装置１０から送られる信号に応じて作動する不図示のモータおよびアクチュエータを有し、制御装置１０の指示に応じて開閉可能に構成されている。取込側開閉バルブ９は、開閉弁であってもよく、開度を調整可能な開度調整弁であってもよい。
　図示される実施形態では、取込側開閉バルブ９は、開度調整弁であり、制御装置１０が指示する指示開度に応じた開度に変更可能に構成されている。この場合には、取込側開閉バルブ９は、制御装置１０が指示する指示開度に応じた開度にすることで、高圧気体取込ライン８の取込側開閉バルブ９より下流側を流れる高圧気体の流量を調整可能である。
　上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、過給機１やエンジン１１、エンジン１１が搭載された自動車などが保有する高圧気体を蓄圧する高圧部から、高圧気体取込ライン８を介して、高圧タンク５に高圧気体を送ることができる。また、制御装置１０が取込側開閉バルブ９の開閉を制御することで、必要量の高圧気体を高圧タンク５に取込むことができる。
　幾つかの実施形態では、上述したサージング抑制装置４は、図１に示されるように、上述した下流側迂回通路１６Ａと上述した高圧タンク５とを結ぶ上述した排ガス取込ライン８Ａを備える。換言すると、上述した少なくとも一つの高圧気体取込ライン８は、排ガス取込ライン８Ａを含む。また、上述した取込側開閉バルブ９は、排ガス取込ライン８Ａに設けられる取込側開閉バルブ９Ａを含む。
　図１に示される実施形態では、排ガス取込ライン８Ａは、下流側迂回通路１６Ａに設けられる分岐部１６１および高圧タンク５に接続される。下流側迂回通路１６Ａを流れる排ガスは、下流側排気通路１３Ｂを流れる排ガスや大気圧よりも高圧である。
　上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、排ガス取込ライン８Ａを介して、下流側迂回通路１６Ａから高圧タンク５に排ガスを取り込むことができる。このため、サージング抑制装置４は、本来、外部に排出されるはずの排ガスを有効活用することができ、排ガスからエネルギを回収することができる。ここで、上流側排気通路１３Ａと下流側排気通路１３Ｂとを繋ぐ迂回通路１６を流れる排ガスは、タービン３２を経由して下流側排気通路１３Ｂを流れる排ガスよりも、タービン３２によりエネルギが回収されていない分だけ高圧である。したがって、サージング抑制装置４は、迂回通路１６を流れる排ガスを上流側吸気通路１２Ａに導入することで、コンプレッサ３１の入口近傍の流れＦの軸方向下流側に向かう流速成分を効果的に増加させることができる。
　幾つかの実施形態では、上述した過給機１は、図５に示されるように、上述した下流側排気通路１３Ｂと上流側吸気通路１２Ａとを繋ぐＥＧＲガス通路１９と、ＥＧＲガス通路１９を開閉可能に構成されたＥＧＲガスバルブ２０と、を備える。過給機１は、ＥＧＲガス通路１９およびＥＧＲガスバルブ２０により、エンジン１１から排出されて下流側排気通路１３Ｂを流れる排ガスの一部をＥＧＲガスとして、コンプレッサ３１より上流側に還流させるように構成されている。
　上述したサージング抑制装置４は、図５に示されるように、ＥＧＲガス通路１９と高圧タンク５とを結ぶＥＧＲガス取込ライン８Ｂを備える。換言すると、上述した少なくとも一つの高圧気体取込ライン８は、ＥＧＲガス取込ライン８Ｂを含む。また、上述した取込側開閉バルブ９は、ＥＧＲガス取込ライン８Ｂに設けられる取込側開閉バルブ９Ａを含む。
　図示される実施形態では、ＥＧＲガスバルブ２０は、制御装置１０に電気的に接続されており、制御装置１０から送られる信号に応じて作動する不図示のモータおよびアクチュエータを有し、制御装置１０の指示に応じて開閉可能に構成されている。ＥＧＲガスバルブ２０は、開閉弁であってもよく、開度を調整可能な開度調整弁であってもよい。
　図５に示される実施形態では、ＥＧＲガスバルブ２０は、開度調整弁であり、制御装置１０が指示する指示開度に応じた開度に変更可能に構成されている。この場合には、ＥＧＲガスバルブ２０は、制御装置１０が指示する指示開度に応じた開度にすることで、上流側吸気通路１２Ａに還流されるＥＧＲガスの流量を調整可能である。
　図５に示される実施形態では、過給機１は、ＥＧＲガス通路１９のＥＧＲガスバルブ２０より上流側に設けられて、ＥＧＲガス通路１９を流れる排ガスを脱硫するように構成された排ガス脱硫装置２１を備える。ＥＧＲガス通路１９は、下流側排気通路１３Ｂの分岐部１３３および上流側吸気通路１２Ａの合流部１２２に接続される。合流部１２２は、上述した合流部１２１より上流側に位置する。なお、図示される実施形態では、合流部１２２は、ケーシング３４より上流側に位置しているが、ケーシング３４内に位置していてもよい。
　図５に示される実施形態では、ＥＧＲガス取込ライン８Ｂは、ＥＧＲガス通路１９のＥＧＲガスバルブ２０より上流側、且つ、排ガス脱硫装置２１より下流側に設けられた分岐部１９１および高圧タンク５に接続される。この場合には、ＥＧＲガス取込ライン８Ｂには、ＥＧＲガス通路１９から排ガス脱硫装置２１により脱硫後のＥＧＲガスが送られる。ＥＧＲガス通路１９を流れる排ガスは、大気圧よりも高圧である。
　上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、ＥＧＲガス取込ライン８Ｂを介して、ＥＧＲガス通路１９から高圧タンク５に、ＥＧＲガスを取り込むことができる。このため、ＥＧＲガスを有効活用することができる。
　幾つかの実施形態では、上述したサージング抑制装置４は、図６に示されるように、エンジン１１から排出されたブローバイガスを高圧タンク５に送るように構成されたブローバイガス取込ライン８Ｃを備える。換言すると、上述した少なくとも一つの高圧気体取込ライン８は、ブローバイガス取込ライン８Ｃを含む。また、上述した取込側開閉バルブ９は、ブローバイガス取込ライン８Ｃに設けられる取込側開閉バルブ９Ｃを含む。
　図６に示される実施形態では、エンジン１１は、エンジン１１の燃焼室から排出されたブローバイガスを蓄圧する蓄圧部１１１を有する。ブローバイガス取込ライン８Ｃは、蓄圧部１１１および高圧タンク５に接続される。ブローバイガスは、大気圧よりも高圧である。
　上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、ブローバイガス取込ライン８Ｃを介して、エンジン１１から排出されたブローバイガスを高圧タンク５に取り込むことができる。このため、サージング抑制装置４は、本来、外部に排出されるはずのブローバイガスを有効活用することができ、上記ブローバイガスからエネルギを回収することができる。
　幾つかの実施形態では、上述したサージング抑制装置４は、図６に示されるように、上述した下流側吸気通路１２Ｂと高圧タンク５とを結ぶ燃焼用気体取込ライン８Ｄを備える。換言すると、上述した少なくとも一つの高圧気体取込ライン８は、燃焼用気体取込ライン８Ｄを含む。また、上述した取込側開閉バルブ９は、燃焼用気体取込ライン８Ｄに設けられる取込側開閉バルブ９Ｄを含む。
　図６に示される実施形態では、燃焼用気体取込ライン８Ｄは、下流側吸気通路１２Ｂに設けられる分岐部１２３および高圧タンク５に接続される。下流側吸気通路１２Ｂを流れる燃焼用気体は、大気圧よりも高圧である。
　上記の構成によれば、サージング抑制装置４は、下流側吸気通路１２Ｂから高圧タンク５に、コンプレッサ３１において圧縮された燃焼用気体を取り込むことができる。例えば自動車のブレーキの作動時などの、コンプレッサ３１による圧縮が必要ない場合に、圧縮された燃焼用気体を高圧タンク５に送ることで、圧縮された燃焼用気体を有効活用することができる。
　幾つかの実施形態では、上述したサージング抑制装置４は、高圧タンク５に高圧気体を圧送するように構成された電動コンプレッサ２２をさらに備える。
　図示される実施形態では、過給機１は、図６に示されるように、気体を充満させるように構成された気体タンク２３と、気体タンク２３に気体を導入するように構成された気体導入ライン２４と、を備える。
　図示される実施形態では、電動コンプレッサ２２は、電力により駆動して気体タンク２３内の気体を圧縮するように構成されている。サージング抑制装置４は、図６に示されるように、気体タンク２３と高圧タンク５とを結ぶ圧縮空気導入ライン８Ｅを備える。換言すると、上述した少なくとも一つの高圧気体取込ライン８は、圧縮空気導入ライン８Ｅを含む。また、上述した取込側開閉バルブ９は、圧縮空気導入ライン８Ｅに設けられる取込側開閉バルブ９Ｅを含む。
　気体タンク２３で圧縮されて圧縮空気導入ライン８Ｅを流れる圧縮気体は、大気圧よりも高圧である。或る実施形態では、気体導入ライン２４の一端は開放されており、気体タンク２３には気体導入ライン２４を介して大気中の空気が導入されるように構成されている。
　他の幾つかの実施形態では、上述した電動コンプレッサ２２は、高圧タンク５内の気体を圧縮するように構成されていてもよい。
　上記の構成によれば、電動コンプレッサ２２により高圧気体を高圧タンク５に圧送することができる。この場合には、高圧タンク５に高圧気体をより確実に蓄圧することができるので、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。特に、電動コンプレッサ２２を過給機１やエンジン１１、エンジン１１が搭載された自動車などの余剰電力により駆動するように構成することで、消費電力を抑えることができる。
　幾つかの実施形態では、図４に示されるように、上述した少なくとも一つの導入口６１は、上述した合流点Ｐにおいて、高圧気体をコンプレッサ３１の軸方向における下流側へ向かう成分Ａを有する方向Ｃに向かうように上流側吸気通路１２Ａに導入するように構成されている。図４に示される実施形態では、導入口６１は、軸方向に沿って高圧気体を導入するように構成されているが、他の幾つかの実施形態では、導入口６１は、径方向内側又は径方向外側に傾斜した方向に高圧気体を導入するように構成されていてもよい。
　図示される実施形態では、図４に示されるように、上流側吸気通路１２Ａは、周面に貫通孔３４４が形成された管状部３４１を含む。或る実施形態では、上述したケーシング３４は管状部３４１を有する。高圧気体導入ライン６は、導入口６１が先端に設けられるとともに、貫通孔３４４に挿通可能に構成されたノズル部６２を含む。つまり、管状部３４１とノズル部６２は、別体である。ノズル部６２は、ノズル部６２が貫通孔３４４に挿通された際に、導入口６１が上流側吸気通路１２Ａ内に位置するように構成されている。
　図４に示される実施形態では、ノズル部６２は、管状部３４１の外周面３４２に不図示のボルト（締結具）によって固定されるように構成された鍔部６３を含む。図４に示されるように、管状部３４１の外周面３４２に鍔部６３が収納されるザグリ穴３４３であって、貫通孔３４４に連通するザグリ穴３４３が形成されていてもよい。
　上記の構成によれば、高圧気体は、上流側吸気通路１２Ａを流れる燃焼用気体との合流点Ｐにおいて、コンプレッサ３１の軸方向における下流側へ向かう成分Ａを有する方向Ｃに向かって流れるので、上流側吸気通路１２Ａにおける導入口６１より下流側の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を効果的に増加させることができる。よって、上記の構成によれば、コンプレッサ３１の入口近傍の流れＦの軸方向下流側に向かう流速成分を効果的に増加させることにより、流れのインペラ翼３６やシュラウド部３７からの剥離をより確実に防止することができ、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。
　幾つかの実施形態では、図４に示されるように、上述した少なくとも一つの導入口６１は、上述した合流点Ｐにおいて、高圧気体をコンプレッサ３１の回転方向Ｒにおける下流側へ向かう成分Ｂを有する方向Ｃに向かうように上流側吸気通路１２Ａに導入するように構成されている。図４に示される実施形態では、方向Ｃは上述した成分Ａおよび上述した成分Ｂの両方を有しているが、他の幾つかの実施形態では、方向Ｃは成分Ａ又は成分Ｂの一方を有するようになっていてもよい。
　上記の構成によれば、高圧気体は、上流側吸気通路１２Ａを流れる燃焼用気体との合流点Ｐにおいて、コンプレッサ３１の回転方向Ｒにおける下流側へ向かう成分Ｂを有する方向Ｃに向かって旋回して流れるので、上流側吸気通路１２Ａにおける導入口６１より下流側の流れにコンプレッサ３１の回転方向Ｒにおける下流側へ向かう流速成分（旋回成分）を効果的に増加させることができる。よって、上記の構成によれば、コンプレッサ３１の入口近傍の流れＦに旋回成分を効果的に増加させることにより、流れのインペラ翼３６やシュラウド部３７からの剥離をより確実に防止することができ、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。
　幾つかの実施形態では、上述した運転点取得装置１８は、上述した入口圧力センサ１８Ａおよび出口圧力センサ１８Ｂと、コンプレッサ３１の回転数を検出可能な回転数センサ１８Ｄと、を含む。また、他の幾つかの実施形態では、上述した運転点取得装置１８は、上述した流量センサ１８Ｃと、回転数センサ１８Ｄと、を含む。図４に示される実施形態では、回転数センサ１８Ｄは、シュラウド部３７に取り付けられる。これらの場合には、制御装置１０は、運転点取得装置１８が取得する情報に基づいて、運転点Ｒ１を取得可能である。
　他の幾つかの実施形態では、上述した運転点取得装置１８は、ケーシング３４のシュラウド部３７近傍の温度を検出可能な温度センサ１８Ｅを含む。図４に示される実施形態では、温度センサ１８Ｅは、シュラウド部３７に取り付けられる。この場合には、シュラウド部３７近傍において逆流が生じると温度が上昇するため、温度センサ１８Ｅにより逆流を生じているか否かを把握することができる。よって、運転点取得装置１８に温度センサ１８Ｅを含むことによって、サージングの発生をより安定的に抑制することができる。
　幾つかの実施形態では、上述したタービン式の過給機１は、上述したサージング抑制装置４を備える。この場合には、タービン式の過給機１は、サージング抑制装置４を備えるので、サージングの発生を安定的に抑制することができ、ひいてはコンプレッサ３１の低流量域における作動範囲を広げることができる。
　図７は、一実施形態にかかるサージング抑制方法のフロー図である。
　幾つかの実施形態にかかるサージング抑制方法２００は、排気タービン式の過給機１におけるサージングを抑制するサージング抑制装置４を用いたサージング抑制方法である。上述したサージング抑制装置４は、上述した高圧タンク５と、上述した高圧気体導入ライン６と、上述した導入側開閉バルブ７と、を備える。上述したサージング抑制方法２００は、図７に示されるように、高圧タンク５に高圧気体を蓄圧するステップＳ１と、過給機本体３のコンプレッサ３１における圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、導入側開閉バルブ７を制御するステップＳ２と、を備える。
　図示される実施形態では、上述したステップＳ２は、図７に示されるように、ステップＳ３～Ｓ５を含む。
　ステップＳ３では、コンプレッサ３１の運転点Ｒ１を取得することが行われる。運転点Ｒ１は、上述した運転点取得装置１８および制御装置１０の運転点取得部１０１により取得してもよいし、他の方法により取得してもよい。
　ステップＳ４では、運転点Ｒ１が、コンプレッサマップＭの低流量運転領域ＬＦ内に位置するか否かの判定が行われる。上記判定は、制御装置１０の判定部１０２が行ってもよいし、手動で行ってもよい。運転点Ｒ１が低流量運転領域ＬＦ内に位置していない場合には（ステップＳ４で「ＮＯ」）、フローは終了する。
　運転点Ｒ１が低流量運転領域ＬＦ内に位置する場合には（ステップＳ４で「ＹＥＳ」）、導入側開閉バルブ７を開くことが行われる（ステップＳ５）。導入側開閉バルブ７を開動作は、制御装置１０の開閉指示部１０３から信号を受け取った導入側開閉バルブ７が行ってもよいし、手動で行ってもよい。
　上記の方法によれば、サージング抑制方法２００は、コンプレッサ３１における圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、導入側開閉バルブ７を制御するステップＳ２を備えるので、上記関係性におけるサージングが発生する可能性の高い運転領域（低流量運転領域ＬＦ）において、導入側開閉バルブ７に対して開くように指示することができる。高圧気体導入ライン６を開閉する導入側開閉バルブ７を開くと、高圧タンク５に蓄圧された高圧気体が上流側吸気通路１２Ａに流入し、シュラウド部３７近傍に形成された負圧領域Ｎに流れを誘起され、負圧領域Ｎに向かって軸方向における下流側に流れるので、上流側吸気通路１２Ａにおける導入口６１より下流側の流れの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることができる。ステップＳ２により、コンプレッサ３１の入口近傍の流れＦの軸方向下流側に向かう流速成分を増加させることで、流れＦのインペラ翼３６やシュラウド部３７からの剥離を防止することができるので、サージングの発生を抑制することができる。よって、サージング抑制方法２００により、コンプレッサ３１の低流量域における作動範囲を広げることができる。
　また、上記の方法によれば、サージング抑制方法２００は、高圧タンク５に高圧気体を蓄圧するステップＳ１を備えるので、エンジン１１や過給機本体３の運転状態に左右されずに、意図したタイミングで高圧気体を上流側吸気通路１２Ａに流すことができる。また、導入側開閉バルブ７の開閉を制御することで、必要量の高圧気体を上流側吸気通路１２Ａに流すことができる。よって、上記の方法によれば、高圧タンク５を設けない場合に比べて、サージングの発生を安定的に抑制することができる。
　本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。例えば、過給機１は、迂回通路１６およびＥＧＲガス通路１９の両方を備えていてもよく、高圧気体取込ライン８は、排ガス取込ライン８ＡおよびＥＧＲガス取込ライン８Ｂの両方を含んでいてもよい。
１　　　　　過給機
３　　　　　過給機本体
４　　　　　サージング抑制装置
５　　　　　高圧タンク
６　　　　　高圧気体導入ライン
７　　　　　導入側開閉バルブ
８　　　　　高圧気体取込ライン
８Ａ　　　　排ガス取込ライン
８Ｂ　　　　ＥＧＲガス取込ライン
８Ｃ　　　　ブローバイガス取込ライン
８Ｄ　　　　燃焼用気体取込ライン
８Ｅ　　　　圧縮空気導入ライン
９，９Ａ～９Ｅ　取込側開閉バルブ
１０　　　　制御装置
１１　　　　エンジン
１２　　　　吸気通路
１２Ａ　　　上流側吸気通路
１２Ｂ　　　下流側吸気通路
１３　　　　排気通路
１３Ａ　　　上流側排気通路
１３Ｂ　　　下流側排気通路
１４　　　　エアクリーナ
１５　　　　エアクーラ
１６　　　　迂回通路
１６Ａ　　　下流側迂回通路
１７　　　　ウエイストゲートバルブ
１８　　　　運転点取得装置
１８Ａ　　　入口圧力センサ
１８Ｂ　　　出口圧力センサ
１８Ｃ　　　流量センサ
１８Ｄ　　　回転数センサ
１８Ｅ　　　温度センサ
１９　　　　ＥＧＲガス通路
２０　　　　ＥＧＲガスバルブ
２１　　　　排ガス脱硫装置
２２　　　　電動コンプレッサ
２３　　　　気体タンク
２４　　　　気体導入ライン
３１　　　　コンプレッサ
３２　　　　タービン
３３　　　　回転シャフト
３４　　　　ケーシング
３５　　　　インペラ
３６　　　　インペラ翼
３７　　　　シュラウド部
６１　　　　導入口
６２　　　　ノズル部
６３　　　　鍔部
１０１　　　運転点取得部
１０２　　　判定部
１０３　　　開閉指示部
１０４　　　記憶部
１１１　　　蓄圧部
１２１，１２２，１３２　合流部
１２３，１３１，１３３，１６１，１９１　分岐部
２００　　　サージング抑制方法
３４１　　　管状部
３４２　　　外周面
３４３　　　ザグリ穴
３４４　　　貫通孔
Ａ，Ｂ　　　成分
Ｃ　　　　　方向
Ｆ　　　　　流れ
Ｌ１　　　　サージライン
Ｌ２　　　　エンジンの作動線
ＬＦ　　　　低流量運転領域
ＬＭ　　　　低流量側マージン
Ｍ　　　　　コンプレッサマップ
Ｎ　　　　　負圧領域
Ｐ　　　　　合流点
ＰＦ　　　　圧力比
ＰＩ　　　　入口圧力
ＰＯ　　　　出口圧力
Ｒ　　　　　回転方向
Ｒ１　　　　運転点
ＲＮ　　　　正常運転領域
ＲＳ　　　　サージ運転領域
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５　ステップ
Ｗ　　　　　吸気流量

Claims (10)

  1. 　排気タービン式の過給機におけるサージングを抑制するためのサージング抑制装置であって、
    　大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された高圧タンクと、
    　前記過給機のコンプレッサより上流側の上流側吸気通路と前記高圧タンクとを結ぶ高圧気体導入ラインと、
    　前記高圧気体導入ラインを開閉可能に構成された開閉バルブと、
    　前記過給機の前記コンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、前記開閉バルブを制御するように構成された制御装置と、を備える
    サージング抑制装置。
  2. 　前記過給機のタービンより上流側の上流側排気通路と前記タービンより下流側の下流側排気通路とを繋ぐ迂回通路における、前記迂回通路に設けられるウエイストゲートバルブより下流側の下流側迂回通路と、前記高圧タンクとを結ぶ排ガス取込ラインをさらに備える
    請求項１に記載のサージング抑制装置。
  3. 　前記過給機のタービンより下流側の下流側排気通路と前記上流側吸気通路とを繋ぐＥＧＲガス通路と、前記高圧タンクとを結ぶＥＧＲガス取込ラインをさらに備える
    請求項１又は２に記載のサージング抑制装置。
  4. 　エンジンから排出されたブローバイガスを前記高圧タンクに送るように構成されたブローバイガス取込ラインをさらに備える
    請求項１乃至３の何れか１項に記載のサージング抑制装置。
  5. 　前記コンプレッサより下流側の下流側吸気通路と前記高圧タンクとを結ぶ燃焼用気体取込ラインをさらに備える
    請求項１乃至４の何れか１項に記載のサージング抑制装置。
  6. 　前記高圧タンクに前記高圧気体を圧送するように構成された電動コンプレッサをさらに備える
    請求項１乃至５の何れか１項に記載のサージング抑制装置。
  7. 　前記高圧気体導入ラインは、前記高圧気体導入ラインを流れる前記高圧気体と、前記上流側吸気通路を流れる燃焼用気体と、の合流点において、前記高圧気体を前記コンプレッサの軸方向における下流側へ向かう成分を有する方向に向かうように前記上流側吸気通路に導入するように構成された少なくとも一つの導入口を含む
    請求項１乃至６の何れか１項に記載のサージング抑制装置。
  8. 　前記高圧気体導入ラインは、前記高圧気体導入ラインを流れる前記高圧気体と、前記上流側吸気通路を流れる燃焼用気体と、の合流点において、前記高圧気体を前記コンプレッサの回転方向における下流側へ向かう成分を有する方向に向かうように前記上流側吸気通路に導入するように構成された少なくとも一つの導入口を含む
    請求項１乃至７の何れか１項に記載のサージング抑制装置。
  9. 　請求項１乃至８の何れか１項に記載のサージング抑制装置を備える排気タービン式の過給機。
  10. 　排気タービン式の過給機におけるサージングを抑制するサージング抑制装置を用いたサージング抑制方法であって、
    　前記サージング抑制装置は、
    　大気圧に比べて高圧の高圧気体を蓄圧するように構成された高圧タンクと、
    　コンプレッサより上流側の上流側吸気通路と前記高圧タンクとを結ぶ高圧気体導入ラインと、
    　前記高圧気体導入ラインを開閉可能に構成された開閉バルブと、を備え、
    　前記サージング抑制方法は、
    　前記高圧タンクに前記高圧気体を蓄圧するステップと、
    　前記過給機の前記コンプレッサにおける圧力比と吸気流量との関係性に基づいて、前記開閉バルブを制御するステップと、を備える
    サージング抑制方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114592968A (zh) * 2022-03-17 2022-06-07 潍柴动力股份有限公司 一种消除增压器喘振的控制方法、装置及***

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158936U (ja) * 1987-04-06 1988-10-18
JPH0932562A (ja) * 1995-07-19 1997-02-04 Dr Ing H C F Porsche Ag 排ガスターボ過給機を有する内燃機関および内燃機関の排ガスターボ過給機を加速するための方法
DE19747394A1 (de) * 1997-10-27 1999-04-29 Case Germany Gmbh Brennkraftmaschine mit Turbolader
JP2009052488A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2013053547A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Daimler Ag 内燃機関の過給制御装置
DE102013220036A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-02 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Befüllen eines Druckspeichers eines Abgasturboladers
JP2015086810A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法
US20160222874A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Volvo Car Corporation Twin scroll turbocharger device with improved turbo response
WO2018165772A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 Litens Automotive Partnership Turbocharger system, compressor system that forms part thereof, and method of controlling air flow to an engine
JP2018168823A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 過給アシスト装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57158936U (ja) * 1981-03-31 1982-10-06
JPH01166724U (ja) 1988-05-13 1989-11-22
JP4492406B2 (ja) * 2005-03-25 2010-06-30 いすゞ自動車株式会社 ディーゼルエンジンの吸排気装置
JP4933491B2 (ja) * 2008-06-17 2012-05-16 愛三工業株式会社 ブローバイガス還元装置
JP5120343B2 (ja) * 2009-06-18 2013-01-16 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の吸気通路構造
JP5717511B2 (ja) * 2011-04-01 2015-05-13 愛三工業株式会社 過給機付エンジンのブローバイガス還元装置
JP5812892B2 (ja) * 2012-02-17 2015-11-17 愛三工業株式会社 エゼクタ
JP6128034B2 (ja) * 2014-03-28 2017-05-17 マツダ株式会社 ターボ過給機付エンジンの制御方法および制御装置
JP2017106415A (ja) * 2015-12-11 2017-06-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
EP3401524A4 (en) * 2016-03-08 2018-12-26 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. Surge avoidance control method and surge avoidance control device for exhaust turbine turbocharger
JP6795973B2 (ja) 2016-12-28 2020-12-02 三菱重工業株式会社 ウィンドファーム並びにその運転方法、制御装置及び運転制御プログラム
JP7047468B2 (ja) * 2018-03-05 2022-04-05 いすゞ自動車株式会社 ターボ式過給機、ターボ式過給システム及びターボ式過給システムの過給方法
JP2022065764A (ja) * 2020-10-16 2022-04-28 マツダ株式会社 エンジンの制御装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63158936U (ja) * 1987-04-06 1988-10-18
JPH0932562A (ja) * 1995-07-19 1997-02-04 Dr Ing H C F Porsche Ag 排ガスターボ過給機を有する内燃機関および内燃機関の排ガスターボ過給機を加速するための方法
DE19747394A1 (de) * 1997-10-27 1999-04-29 Case Germany Gmbh Brennkraftmaschine mit Turbolader
JP2009052488A (ja) * 2007-08-28 2009-03-12 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2013053547A (ja) * 2011-09-02 2013-03-21 Daimler Ag 内燃機関の過給制御装置
DE102013220036A1 (de) * 2013-10-02 2015-04-02 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Verfahren zum Befüllen eines Druckspeichers eines Abgasturboladers
JP2015086810A (ja) * 2013-10-31 2015-05-07 いすゞ自動車株式会社 内燃機関の過給補助システム及び内燃機関の過給補助方法
US20160222874A1 (en) * 2015-02-02 2016-08-04 Volvo Car Corporation Twin scroll turbocharger device with improved turbo response
WO2018165772A1 (en) * 2017-03-17 2018-09-20 Litens Automotive Partnership Turbocharger system, compressor system that forms part thereof, and method of controlling air flow to an engine
JP2018168823A (ja) * 2017-03-30 2018-11-01 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 過給アシスト装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114592968A (zh) * 2022-03-17 2022-06-07 潍柴动力股份有限公司 一种消除增压器喘振的控制方法、装置及***
CN114592968B (zh) * 2022-03-17 2023-05-23 潍柴动力股份有限公司 一种消除增压器喘振的控制方法、装置及***

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